初中化学与高中化学的比较课件.ppt
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- 初中化学 高中化学 比较 课件
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1、 探讨初中生向高中生转变过程中的问题问题一、化学知识如何衔接?问题二、教师的教学方法如何衔接?问题三、学生的学习方法如何衔接? 一、初中高中化学知识的衔接部分 二、初中化学与高中化学的差异(包括教材、教法、学法等) 三、高一新生存在的问题 四、措施 .一:初中高中化学知识的衔接部分1、燃烧 初中认为燃烧是可燃物与空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。但是高中会学习到许多反应,像钠在氯气中被点燃(2Na+Cl2=2NaCl)就是燃烧反应,不局限于氧气一种助燃剂(强氧化剂)。因此,到了高中“燃烧”的概念扩大了物质在一定条件下,能发生剧烈的氧化还原反应,并发出大量的光和热。且有的物质(气态
2、物质)有火焰产生。 . 又如初中认为CO2不支持燃烧,可是高中学习了2Mg+CO2=2MgO+C的反应,就知道像镁这样的活泼金属起火是不可以用CO2灭火器的,学习了Na、K遇水也会剧烈反应,也就知道它们的灭火方式也不能用水。 2、物质的性质和变化 化学也是一门交叉学科,近代物理学的进展极大的丰富了化学的研究范围和研究手段。物质不仅有物理性质、化学性质,也是有几何特征(如晶体的规则外表和内部结构)、放射性、光谱性质等。物质的变化也不单有物理变化、化学变化,也存在核变化(既非物理变化也非化学变化)。 .3、氧化还原反应 初中学习了氧化铜被氢气还原为红色的铜,初次接触到了“还原”的概念,但理解得却很
3、浅,课本上的介绍也只是从得氧失氧的角度阐述,高中阶段,我们将深入地理解这一类反应,在特征上是化合价有升有降,实质上是电子的转移得失。因此单纯地以得氧(失氢)和失氧(得氧)来判断就会显得“力不从心”了。而氧化还原反应在高中也是一个十分重要的反应。 . 4、原子结构 初中讲非金属元素原子最外层电子数4金属元素原子的最外层电子数4。到高中阶段学习了元素周期表,了解了非金属元素和金属元素按阶梯状排列,有的金属最外层电子数也可多于4个,如锑Sb、铋Bi、钋Po等;有的非金属元素最外层电子数可少于4个,如硼B、氢H;而且也会认识到非金属与金属之间并没有明显的界限。 .5、复分解反应发生的条件 在初中由于知
4、识所限,没有学习弱电解质的概念,并不能完全地掌握复分解反应发生的条件。在高中还要继续完善(如:强酸(或强碱)制弱酸(或弱碱) 、高沸点酸制低沸点酸 、酸式盐+碱正盐+水、正盐+酸酸式盐等)。因此,较为全面的一种提法是:生成低沸点易挥发的物质(含气体)、弱电解质(比如水、弱酸等)还有难溶性物质(即沉淀)。这就可以大大扩大判断范围,对于强酸为什么可以制弱酸、高沸点酸为什么可以制低沸点酸就不难理解了。 . Na2O+2HCI 2NaCI+H2O SO2+2NaOHNa2SO3+H2O ; Na3PO4+NaH2PO4 2Na2HPO4 NaHSO3+AI(OH)3 Na2SO3+ AI2(SO3)3
5、+H2O 等都属于复分解反应。若酸、碱、盐本身具有氧化性或还原性,则会发生氧化还原反应。如: Fe(OH)2+HNO3 Fe(OH)3+HI Na2S+HNO3. 以上反应规律只适用于溶液中的反应,非溶液中的反应应遵循化学平衡移动原理。如: KCI(l)+Na(l) NaCI(l)+K(g); 又如: Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 两个反应不互逆,反应原理不同,故并不矛盾 复分解反应方程式的书写中,有NH3(或氨水)参加或生成的反应中,方程式的书写不完全相同: 通入NH3时,写为: NH3+HCl 滴入氨水时,写为:
6、NH3H2O+HCl .生成NH3时,若为稀溶液,则写为: NH4CI+NaOHNaCl+ NH3H2O若为浓溶液或加热时,则写为: NH4CI+NaOHNaCl + NH3+H2O6、金属与酸的反应 在初中化学中实验室制氢气是一个非常重要的反应,同时又学习了金属活动顺序,学生们往往怀有一种尝试性的搭配认为氢前的金属和酸反应就一定会生成氢气。实验室制氢气正是选用了稀硫酸或稀盐酸(非氧化性酸、强酸). 可是金属与其它酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)的反应将在高中学到,看了下面的反应方程式,大家会发现它们并不产生氢气 Zn+4HNO3(浓)=Zn(NO3)2+2NO2+2H2O 3Zn+8HNO3(稀
7、)=3Zn(NO3)2+2NO+4H2O 4Zn+10HNO3(极稀) =4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2+2H2O (因此,对于酸,要区分氧化性酸和非氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸等的氧化性强于H+的氧化性)。.7、金属活动顺序表 初中课本上说:“在金属活泼顺序表中,排在前面的金属能把后面的金属阳离子从盐溶液中置换出来。”这句话在我们的初中时代屡试不爽,可是它也不是万能的准则,有时候也会“失效”。例如:能否用K、Ca、Na置换硫酸铜溶液中的铜呢?事实上,K、Ca、Na太活泼,要先和水反应,生成强碱和氢气,强碱会和硫酸铜溶液反应生成氢氧
8、化铜沉淀,是不会出现铜单质的 。.金属活动顺序中,处于氢前的MgPb各金属间不发生相互置换。 因为越接近H的金属形成的碱越弱,而越弱的碱的阳离子水解能力越强,使溶液显酸性;又由于H+的得电子能力(氧化能力)大于氢前金属阳离子,所以H+先获得电子形成氢气放出,而非置换了金属。 所以说,金属活动顺序的修正版应是: 处于氢前的MgPb各金属可置换氢后的金属单质;处于氢后的金属则会相互置换。. 钾排在钠前面,钾比钠活泼。可是在熔融状 态(没有水的高温状态)时会发生 Na+KCl=NaCl+K (非溶液中化学平衡移动原理)。 FeCI3+Cu; FeCI3+Fe。 Mg+NH4Cl .8、守恒定律: 初
9、中化学变化中的“三守恒”为:原子种类守恒;原子数目守恒和原子质量守恒。高中化学变化中还有电荷守恒(离子反应)和电子守恒(氧化还原反应)。如:离子反应 Fe3+Fe2Fe2+ 氧化还原反应 MnO4-+8H+Fe2+ Mn2-+4H2O+Fe3+ 溶液中的“三守恒”为:电荷守恒;物料守恒和质子守恒。如:Na2CO3溶液中:. Na2CO32Na+CO32- ; CO32-+H2O HCO3- +OH- HCO3- + H2O H2CO3+OH- 溶液中的微粒有: Na+、CO32-、 HCO3- 、 OH- 、H+、 H2CO3 和H2O。电荷守恒:Na+ H+2 CO32- + HCO3- +
10、 OH- 物料守恒: 12Na+ CO32- + HCO3- + H2CO3 .质子守恒: OH- H+ HCO3- + 2 H2CO3 离子浓度大小为:Na+ CO32- OH- HCO3- H+.9、量比关系与滴加顺序 在初中,我们认为A和B反应就是B和A反应,在高中阶段,这就靠不住了。例如:向稀盐酸中滴入碳酸钠溶液的现象就和向碳酸钠溶液中滴入稀盐酸的现象不同。前者的现象是滴入后就产生二氧化碳气体,因为将碳酸钠溶液逐滴加入稀盐酸的过程中,碳酸钠溶液是少量的,而盐酸是大量的,发生这个反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O 若是情况反过来,则不会看到滴入后有气体产生,而是先有
11、一个“平稳期”,这是因为滴入 .的HCl的量较Na2CO3很少,是发生了Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl的缘故待“平稳期”过后(此时溶液相当于NaHCO3溶液),再滴入盐酸时自然会产生CO2了。所以总过程可看作是Na2CO3NaHCO3H2CO3(CO2+H2O)也就是说碳酸根得到氢离子(H+,质子)的过程是一步一步的,不是一蹴而就的。高中的学习就需要注意加入试剂的顺序和过量少量的量比分析。 10、盐溶液全都是中性的吗? 初中同学大概都不会陌生于碳酸钠的俗称叫纯碱,可是本质是一种正盐的它,为什么.被人们说成“碱”呢?只是因为它的溶液呈现碱性,这是由于碳酸根的水解作用所致。盐类的水解
12、决定了其溶液的酸碱性。学习了盐类的水解的知识后,将对认识盐溶液的酸碱性有很大帮助。 11、实验与化学反应 一个实验,往往并不是只对应一个化学反应,而是包含了多个反应。我们考试时对实验现象所书写的方程式不要理解为只有这一个反应,而应该理解为“在特定条件下,发生在主要部位的主要反应”。例如实验室制氢气的实验中,我们可以马上联想到.Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2这个反应,但是在锌粒表面会有许许多多原电池反应(粗略的说,就是锌和某些杂质如铜、碳之间发生的电子转移的反应)。又如木炭还原氧化铜,主要反应是C+2CuO=2Cu+CO2,但同时又会存在C+CO2=2CO、C+O2=CO2、2Cu+O
13、2=2CuO等发生程度不大的反应,我们称之为“副反应”。实验与反应的关系,是反应系统与单一反应的关系。有时候系统中只有一个反应,有时候却有多个(这个更普遍)。这既说明了实验诸多因素的复杂性,也说明了一种“抓重点、抓主要”的研究方法。 .12、化学反应的类型 在初中大家会有一个感觉就是四个反应类型不足以涵盖所有反应,如:CO+CuO=Cu+CO2、3O22O3(条件为放电)等反应,它们已不属于四种基本反应类型。自然地我们可以认识到有的反应是“非基本”的反应,是特别的反应类型,但毕竟化合、分解、置换、复分解能够涵盖中学阶段绝大多数的无机反应,是具有分类上的优势的(高中阶段无机反应类型有:氧化还原反
14、应,水解反应,络合反应等)。 .13、金属离子的颜色 在初中学生都记忆过一些金属离子的特殊颜色,如Fe2+浅绿色、Cu2+蓝色,这都是金属离子在水溶液中或结晶水合物中的颜色(即形成了水合离子)。若去掉溶剂或结晶水,它们的颜色则会不同,CuSO4是白色,新制Fe(OH)2也是白色,CuCl2棕黄色,FeSO4白色。这是因为其中不带有结晶水,故其不体现水合离子的颜色。因此金属离子的颜色并不是一成不变的。如果它们结合了某些阴离子还会形成复杂的络合物(配合物),颜色就会更加复杂。 .14、pH值 pH值这个概念,是常用的有效的计量溶液酸度的一个指标。课本中提到“pH值的范围在0-14之间”,而事实上p
15、H值指溶液当中氢离子浓度H+的负对数,即pH=-lgH+,它是关于H+的函数,从数学角度看,该函数的值域(pH值的取值范围)应该是整个实数范围,可是在实际计算中,pH值为负或过大就显得麻烦了,给人一种“功不抵过”的感觉,所以人们主要利用“0-14范围之间”。此外,初中课本还写到“常温下,中性溶液pH=7,pH=7就是中性溶液。”在高中我们也可以姑且算对。如果真的咬文嚼字起来,pH值是氢离子浓度的函数,而氢离子浓度又只与Kw(水的离子积常数)有关,而Kw是温度的函数,所以pH值也是温度的 .函数。已知在99摄氏度时,中性溶液pH=6,因此看来,“pH=7与中性溶液的等价性”应该只限于常温状态,在
16、高温时就不便适宜了。 15、关于硫酸根离子、氯离子的检验 对于初中所学的难溶物来说,有很多是难溶的弱碱和难溶的碳酸盐,它们遇到强酸当然会溶解,显然被排除在BaSO4和AgCl之外。其它难溶物(包括微溶物)主要为硫酸银和硫酸钙了,它们是否会干扰BaSO4,AgCl生成的判断。确实是,微溶的两种物质也会引起溶液的混浊。可当加入强酸时,溶液会恢复透明清澈,说明硫酸银和硫酸钙可溶于强.酸! 在高中要考虑到微溶物的影响,也要考虑到更多难溶物的影响(如硫化物、亚硫酸盐、磷酸盐等),可是对于很多难溶物来说,它们区别于硫酸钡、氯化银的最大一点就是可溶于酸。因此,在检验这两种特殊的难溶物时,强酸就“毫不谦虚”地
17、充当了“分水岭”。而在众多强酸当中,硝酸所对应的可溶盐最多,难溶物几乎没有,保证了硝酸与某物质反应以后生成物都溶于水,不会生成难溶物而发生混淆;同时硝酸又具有强氧化性,可溶解的物质的范围更大,基于这两点,硝酸是最好的。 .16、酸碱盐溶解性表中的“” AgOH不稳定,在水中会分解:2Ag+2OH-=2AgOH, 2AgOH=Ag2O+H2O。事实上硝酸银溶液中加入氨水或氢氧化钠溶液的一瞬间是可以产生白色沉淀的,那就是AgOH(高中学习烃的衍生物时需要配制银氨试剂到时就会验证这个现象的),但是AgOH在常温下极不稳定,立即脱水生成暗棕色的Ag2O沉淀。于是我们可以看到溶液逐渐变黑。如果放置更久
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